DE102011002434A1 - Method for evaluating filtering effect of particulate filter in exhaust gas passage of diesel engine in motor car, involves evaluating filtering effect of particulate filter from soot mass, soot concentration or filtering efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung der Filterwirkung eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, wobei eine Abgastemperatur, ein Abgasvolumenstrom, ein Ausgangssignal eines in dem Abgaskanal nach dem Partikelfilter angeordneten Partikelsensors und die Temperatur des Partikelsensors in einer Steuereinheit erfasst werden und wobei zur Auswertung des Partikelsensors eine Auslösedauer von dem Beginn eines Messzyklus bis zum Erreichen einer Auslöseschwelle des Ausgangssignals bestimmt wird.The invention relates to a method for evaluating the filter effect of a particulate filter in the exhaust passage of an internal combustion engine, wherein an exhaust gas temperature, an exhaust gas volumetric flow, an output signal of a particle sensor disposed in the exhaust duct downstream of the particulate filter and the temperature of the particulate sensor are detected in a control unit and wherein for evaluating the particulate sensor a trigger duration is determined from the beginning of a measurement cycle until reaching a triggering threshold of the output signal.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Bewertung der Filterwirkung eines Partikelfilters im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine, wobei in dem Abgaskanal in Abgasrichtung nach dem Partikelfilter ein Partikelsensor angeordnet ist, wobei der Brennkraftmaschine eine Steuereinheit zur Steuerung der Brennkraftmaschine, zur Ansteuerung des Partikelsensors und zur Bestimmung einer Auslösedauer des Partikelsensors zugeordnet ist und wobei Sensorelemente oder Rechenvorschriften in der Steuerung zur Bestimmung einer Abgastemperatur, einer Temperatur des Partikelsensors und eines Abgasvolumenstroms vorgesehen sind.The invention further relates to a device for evaluating the filter effect of a particulate filter in the exhaust passage of an internal combustion engine, wherein in the exhaust passage downstream of the particulate filter, a particle sensor is arranged, wherein the internal combustion engine, a control unit for controlling the internal combustion engine, for controlling the particle sensor and for determining a trip duration is associated with the particle sensor and wherein sensor elements or computing rules are provided in the controller for determining an exhaust gas temperature, a temperature of the particulate sensor and an exhaust gas volumetric flow.
Gesetzliche Vorschriften schreiben heute für den Betrieb von Brennkraftmaschinen die Einhaltung strenger Emissionsgrenzwerte für die entstehenden Abgasbestandteile vor. Um diesen Grenzwerten zu entsprechen, sind in den Abgaskanälen der Brennkraftmaschinen Katalysatoren und Filter vorgesehen, deren Funktion während des Fahrbetriebs, zum Beispiel im Rahmen einer On-Board-Diagnose (OBD), zu überwachen ist. Neben den Katalysatoren und Filtern werden dazu eine Vielzahl von Sensoren, beispielhaft in Form von Abgassensoren zur Bestimmung von Bestandteilen des Abgases oder in Form von Temperatursensoren zur Messung der Abgastemperatur, in dem Abgaskanal angeordnet. Die Sensoren dienen der Steuerung der Brennkraftmaschine und der Überwachung der Funktion des Abgas-Nachbehandlungssystems im Rahmen der On-Board-Diagnose (OBD).Statutory regulations stipulate today for the operation of internal combustion engines the observance of strict emission limit values for the resulting exhaust gas components. In order to meet these limits, catalysts and filters are provided in the exhaust ducts of the internal combustion engines, the function of which is to be monitored during the driving operation, for example in the context of an on-board diagnosis (OBD). In addition to the catalysts and filters, a multiplicity of sensors, for example in the form of exhaust gas sensors for determining constituents of the exhaust gas or in the form of temperature sensors for measuring the exhaust gas temperature, are arranged in the exhaust gas duct for this purpose. The sensors are used to control the internal combustion engine and monitor the function of the exhaust aftertreatment system in the context of on-board diagnostics (OBD).
Für Dieselmotoren werden Partikelfilter in dem Abgaskanal vorgesehen, welche die bei der Verbrennung entstehende Rußpartikel aus dem Abgas filtern. Ist die Speicherkapazität eines solchen Partikelfilters erreicht, werden die angelagerten Rußpartikel während einer Filter-Regenerationsphase verbrannt. Nach und vor dem Partikelfilter angeordnete Partikelsensoren ermöglichen die Überwachung der Funktion des Partikelfilters und bestimmen den Zeitpunkt einer notwendigen Regeneration des Partikelfilters.For diesel engines particulate filters are provided in the exhaust passage, which filter the resulting soot particles from the exhaust gas during combustion. If the storage capacity of such a particulate filter is reached, the accumulated soot particles are burned during a filter regeneration phase. Particle sensors arranged after and in front of the particle filter make it possible to monitor the function of the particle filter and to determine the time of a necessary regeneration of the particle filter.
Partikelsensoren sind beispielhaft in der
In der Schrift
Nachteilig hierbei ist die aufwändige Signalbetrachtung und der ebenfalls aufwändige Abgleich mit einem Signalverhaltenmodell mit dem entsprechenden Rechen- und Speicheraufwand in der Motorsteuerung. The disadvantage here is the complex signal analysis and the equally complex comparison with a signal behavior model with the corresponding computational and memory overhead in the engine control.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche eine einfache Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion von Partikelfiltern im Abgaskanal von Brennkraftmaschinen ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method and a device which allows easy monitoring of the proper functioning of particulate filters in the exhaust passage of internal combustion engines.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass während des Messzyklus des Partikelsensors über die Auslösedauer zumindest für den Abgasvolumenstrom, die Abgastemperatur und eine Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors jeweils ein Mittelwert gebildet und gespeichert werden und dass aus den Mittelwerten und der Auslösedauer eine nach dem Partikelfilter im Abgas mitgeführte Rußmasse, eine Rußkonzentration oder ein Filterwirkungsgrad bestimmt werden und dass aus der Rußmasse, der Rußkonzentration oder dem Filterwirkungsgrad die Filterwirkung des Partikelfilters bewertet wird. Das Verfahren ermöglicht eine einfache Korrelation des Ausgangssignals des Partikelsensors mit der Filterwirkung des Partikelfilters, ohne dass eine aufwändige Signalbetrachtung und ein Abgleich mit einem Signalverhaltenmodell durchgeführt werden muss. Die nach dem Partikelfilter während der Auslösedauer nachgewiesene Rußmasse, die Rußkonzentration und der Filterwirkungsgrad sind abhängig von der Filterwirkung des Partikelfilters. Dabei zeigt der Filterwirkungsgrad zunächst eine relativ hohe Ungenauigkeit, da kein Abgleich mit einer Rußrohemission erfolgt. Vorteilhaft ist, dass der Abgasvolumenstrom, die Abgastemperatur und die Temperatur des Partikelsensors in Abgaskanälen moderner Brennkraftmaschinen ohnehin überwacht werden. Die Werte liegen somit einer übergeordneten Steuereinheit vor und es müssen zur Durchführung des Verfahrens keine zusätzlichen Komponenten vorgesehen werden. Die Bildung der Mittelwerte während eines Messzyklus des Partikelsensors ist mit geringem Rechenaufwand möglich. Abgasvolumenstrom, Abgastemperatur und die Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors und das zugehörige Ausgangssignal des Partikelsensors korrelieren mit der Partikelemission nach dem Partikelfilter. Aus den Mittelwerten der Größen lässt sich daher unter geeigneten Bedingungen einfach ein ausreichend genauer Wert für die Partikelemission nach Partikelfilter während des Messzyklus in Form der Rußmasse oder der Rußkonzentration oder direkt in dem Filterwirkungsgrad bestimmen.The object of the invention relating to the method is achieved in that during the measuring cycle of the particle sensor over the triggering time at least for the exhaust gas volumetric flow, the exhaust gas temperature and a difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate sensor, in each case an average value is formed and stored and that from the mean values and the triggering duration of a soot mass entrained after the particulate filter in the exhaust gas, a soot concentration or a filter efficiency are determined, and the filtering effect of the particulate filter is evaluated from the soot mass, the soot concentration or the filter efficiency. The method enables a simple correlation of the output signal of the particle sensor with the filtering effect of the particle filter, without having to carry out a complex signal analysis and a comparison with a signal behavior model. The soot mass detected after the particulate filter during the triggering period, the soot concentration and the filter efficiency are dependent on the filtering effect of the particulate filter. The filter efficiency initially shows a relatively high inaccuracy, since no adjustment is made with a soot emissions. It is advantageous that the exhaust gas volume flow, the exhaust gas temperature and the temperature of the particle sensor in exhaust ducts of modern internal combustion engines are monitored anyway. The values are therefore available to a higher-level control unit and no additional components need to be provided for carrying out the method. The formation of the mean values during a measurement cycle of the particle sensor is possible with little computational effort. Exhaust gas volumetric flow, exhaust gas temperature and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate sensor and the associated output signal of the particulate sensor correlate with the particulate emission after the particulate filter. From the average values, it is therefore possible, under suitable conditions, to simply determine a sufficiently accurate particle emission value by particle filter during the measurement cycle in the form of the soot mass or the soot concentration or directly in the filter efficiency.
Eine einfache Bestimmung der Rußmasse, der Rußkonzentration oder des Filterwirkungsgrades kann dadurch erreicht werden, dass die Rußmasse, die Rußkonzentration oder der Filterwirkungsgrad aus einem, in der Steuereinheit hinterlegten, ersten Kennfeld aus den Mittelwerten und der Auslösedauer bestimmt werden. Dabei kann das erste Kennfeld als mehrdimensionales Kennfeld in der Steuereinheit hinterlegt sein. Der Partikelsensor stellt mit seinem Signal über die bestimmte Auslösedauer eine Art Vektor dar, der in dem mehrdimensionalen Kennfeld auf die Ebene zur Bestimmung der Emissionen im Messzeitraum aus den Mittelwerten des Abgasvolumenstroms, der Abgastemperatur und der Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors verweist.A simple determination of the soot mass, the soot concentration or the filter efficiency can be achieved by determining the soot mass, the soot concentration or the filter efficiency from a first characteristic map stored in the control unit from the mean values and the release duration. In this case, the first map can be stored as a multi-dimensional map in the control unit. The particle sensor represents with its signal over the specific trip duration a kind of vector, which refers in the multi-dimensional map to the level for determining the emissions in the measurement period from the average values of the exhaust gas volumetric flow, the exhaust gas temperature and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate sensor.
Bei einem Einsatz der Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug kann es vorgesehen sein, dass die Filterwirkung des Partikelfilters aus der aus dem ersten Kennfeld ermittelten Rußmasse bezogen auf die während der Auslösedauer zurückgelegten Fahrstrecke bewertet wird.When using the internal combustion engine in a motor vehicle, it may be provided that the filter effect of the particulate filter is evaluated from the soot mass determined from the first characteristic map, based on the distance traveled during the trip duration.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass in der Steuereinheit ein zweites Kennfeld für eine Rußrohemission der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Last und Drehzahl hinterlegt wird, dass aus den während des Messzyklus auftretenden Werten für die Last und die Drehzahl der Brennkraftmaschine aus dem zweiten Kennfeld die Rußrohemission bis zum Erreichen der Auslöseschwelle des Partikelsensors bestimmt wird und dass die Filterwirkung des Partikelfilters durch Vergleich der aus dem ersten Kennfeld bestimmten Rußmasse oder Rußkonzentration mit der Rußrohemission bewertet wird. Der Vergleich der aus dem ersten Kennfeld bestimmten Rußemission (Rußmasse oder Rußkonzentration) nach dem Partikelfilter mit der vor dem Partikelfilter vorliegenden Rußrohemission ermöglicht eine genauere Bestimmung der Filterwirkung des Partikelfilters. Das zweite Kennfeld kann während einer Motorapplikation fahrzeugtypisch aufgenommen werden, beispielsweise basierend auf einer spezifischen und typischen Kombination von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine im freien Fahrbetrieb.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it may be provided that in the control unit a second map for a soot emission of the internal combustion engine as a function of load and speed is stored, that from the occurring during the measurement cycle values for the load and the speed of the internal combustion engine the second characteristic field, the Rußrohemission is determined until reaching the triggering threshold of the particle sensor and that the filtering effect of the particulate filter is evaluated by comparing the determined from the first map soot mass or soot concentration with the Rußrohemission. The comparison of the determined from the first map soot emission (soot mass or soot concentration) after the particulate filter with the present before the particulate filter soot emission allows a more accurate determination of the filtering effect of the particulate filter. The second map can be recorded typical of a vehicle during an engine application, for example, based on a specific and typical combination of load and speed of the internal combustion engine in free driving.
Ist es vorgesehen, dass die Filterwirkung des Partikelfilters während spezifizierter Betriebszyklen der Brennkraftmaschine bestimmt wird, so kann die Genauigkeit des Verfahrens deutlich verbessert werden. Dies gilt insbesondere für den direkt aus dem ersten Kennfeld ermittelten Filterwirkungsgrad. Die Partikelemission ist stark von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine während des Messzyklus abhängig. Bei starken Last- und Drehzahländerungen während des Messzyklus beschreiben die Mittelwerte des Abgasvolumenstroms, der Abgastemperatur und der Differenz der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors sowie die daraus bestimmte mittlere Partikelemission die tatsächliche Partikelemission nur unzureichend, was zu entsprechenden Fehlern in der Bewertung der Filterwirkung des Partikelfilters führen kann. Für spezifizierte Betriebszyklen mit vorgegebenen Wechseln von Last und Drehzahl während des Messzyklus des Partikelsensors kann die Genauigkeit der Bewertung deutlich verbessert werden. Für mit der Brennkraftmaschine betriebene Kraftfahrzeuge können dazu entsprechende Fahrzyklen spezifiziert sein.If it is provided that the filter effect of the particulate filter is determined during specified operating cycles of the internal combustion engine, the accuracy of the method can be significantly improved. This applies in particular to the filter efficiency determined directly from the first characteristic map. The particulate emission is highly dependent on the load and the speed of the internal combustion engine during the measurement cycle. For heavy changes in load and speed during the measuring cycle, the mean values of the exhaust gas flow, the Exhaust gas temperature and the difference of the exhaust gas temperature and the temperature of the particle sensor and the average particle emission determined therefrom, the actual particle emission insufficient, which can lead to corresponding errors in the evaluation of the filter effect of the particulate filter. For specified operating cycles with predetermined load and speed changes during the particle sensor measurement cycle, the accuracy of the evaluation can be significantly improved. For motor vehicles powered by the internal combustion engine, corresponding driving cycles may be specified for this purpose.
Die Genauigkeit bei der Bestimmung der Filterwirkung lässt sich weiterhin dadurch erhöhen, dass die Filterwirkung des Partikelfilters aus Messzyklen bestimmt wird, welche eine geringe Standardabweichung der Werte des Abgasvolumenstroms, der Abgastemperatur und der Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors aufweisen oder dass Messzyklen mit geringer Standardabweichung der Werte des Abgasvolumenstroms, der Abgastemperatur und der Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors bei der Bewertung der Filterwirkung stärker gewichtet und Messzyklen mit großer Standardabweichung zumidest einer der Größen schwächer gewichtet werden. Die ermittelten Rußemissionswerte und Rußrohemissionswerte weisen eine erhöhte Genauigkeit auf, wenn die während des Messzyklus ermittelten Abgasparameter Abgasvolumenstrom, Abgastemperatur und die Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors nur geringe Varianzen aufweisen.The accuracy in the determination of the filter effect can be further increased by the fact that the filtering effect of the particulate filter is determined from measuring cycles, which have a small standard deviation of the values of the exhaust gas volumetric flow, the exhaust gas temperature and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate sensor or the measuring cycles with lower standard deviation of the values of the exhaust gas flow rate, the exhaust gas temperature and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate sensor are weighted more heavily in the evaluation of the filtering action and weighting scales with large standard deviation at one of the sizes. The determined soot emission values and soot emission values have an increased accuracy if the exhaust gas parameters exhaust gas volumetric flow, exhaust gas temperature and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particulate sensor ascertained during the measuring cycle have only slight variances.
Um die Sicherheit in der Bewertung der Funktion des Partikelfilters zu erhöhen und Fehlinterpretationen bezüglich der Filterwirkung auf Grund einzelner fehlerhafter Messungen zu vermeiden kann es vorgesehen sein, dass zur Bewertung der Filterwirkung des Partikelfilters mehrere Messzyklen des Partikelsensors berücksichtigt werden.In order to increase the safety in the evaluation of the function of the particulate filter and to avoid misinterpretations regarding the filter effect due to individual erroneous measurements, it may be provided that several measurement cycles of the particulate sensor are taken into account for the evaluation of the filter effect of the particulate filter.
Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Steuereinheit eine Programmroutine zur Bildung jeweils eines Mittelwertes der Abgastemperatur, des Abgasvolumenstroms und der Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors während der Auslösedauer aufweist und dass in der Steuereinheit ein erstes Kennfeld zur Bestimmung einer Rußmasse, einer Rußkonzentration oder eines Filterwirkungsgrads aus den Mittelwerten und der Auslösedauer des Partikelsensors hinterlegt ist. Das Ausgangssignal des Partikelsensors bildet dabei einen Verweis in den Bereich des mehrdimensionalen ersten Kennfelds, in dem aus den Mittelwerten die Rußemission abgeleitet wird. Da der Steuereinheit moderner Brennkraftmaschinen Sensorsignale zu der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors zugeführt sind und auch die notwendigen Informationen zur Bestimmung des Abgasvolumenstroms vorliegen, kann die Bestimmung der Filterwirkung ohne zusätzliche Komponenten durch eine Softwareerweiterung der Steuereinheit umgesetzt werden. Auf eine aufwändige Signalbetrachtung und einen Abgleich mit einem Signalverhaltensmodell kann so verzichtet werden.The object of the invention relating to the device is achieved in that the control unit has a program routine for forming in each case an average value of the exhaust gas temperature, the exhaust gas volume flow and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particle sensor during the triggering time and in the control unit a first characteristic map for Determining a Rußmasse, a soot concentration or a filter efficiency from the averages and the duration of the release of the particulate sensor is deposited. The output signal of the particle sensor forms a reference into the region of the multidimensional first characteristic map in which the soot emission is derived from the average values. Since the control unit of modern internal combustion engines sensor signals are supplied to the exhaust gas temperature and the temperature of the particle sensor and also the necessary information for determining the exhaust gas flow, the determination of the filter effect can be implemented without additional components by a software extension of the control unit. An elaborate signal analysis and comparison with a signal behavior model can thus be dispensed with.
Die Bestimmung der Filterwirkung auf Basis der Mittelwerte der Abgastemperatur, des Abgasvolumenstroms und der Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors während der Auslösedauer kann zunächst stark fehlerbehaftet sein. Daher kann es vorgesehen sein, dass in der Steuereinheit ein zweites Kennfeld zur Bestimmung einer Rußrohemission der Brennkraftmaschine aus einer Last und einer Drehzahl vorgesehen ist und dass eine Programmroutine zum Vergleich der Rußmasse oder der Rußkonzentration mit der Rußrohemission während der Auslösedauer zur Bewertung der Filterwirkung vorgesehen ist. Durch den Vergleich der nach dem Partikelfilter bestimmten Rußemission mit einer vor dem Partikelfilter vorliegenden Rußrohemission kann die Genauigkeit des Verfahrens deutlich verbessert werden.The determination of the filter effect on the basis of the average values of the exhaust gas temperature, the exhaust gas volume flow and the difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particle sensor during the triggering period may initially be heavily faulty. Therefore, provision may be made for a second characteristic map for determining a soot emission of the internal combustion engine from a load and a rotational speed to be provided in the control unit, and for a program routine for comparing the soot mass or the soot concentration with the soot emission during the triggering period to evaluate the filter effect , By comparing the soot emission determined after the particulate filter with a particulate matter emission present in front of the particulate filter, the accuracy of the method can be significantly improved.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the figure. It shows:
In einem der eigentlichen Messung vorgeschalteten ersten Funktionsblock
Während des Messzyklus erfolgt in einem zehnten Funktionsblock
Wird in der Abfrage
Zur Durchführung des Verfahrens wird nach einer Anforderung der Steuereinheit zu einer Bewertung der Filterwirkung des Partikelfilters zunächst der Partikelsensor regeneriert. Während des darauf folgenden Messzyklus werden die auftretenden Abgasvolumenströme, Abgastemperaturen und Differenzen zwischen Abgastemperaturen und Temperaturen des Partikelsensors aufgezeichnet und für die jeweiligen Parameter und Zustandsgrößen des Abgases Mittelwerte gebildet. Erreicht der Stromfluss durch den Partikelsensor die Auslöseschwelle, werden die aktuellen Mittelwerte und die Auslösedauer vom Beginn des Messzyklus bis zum Erreichen der Auslöseschwelle gespeichert. Aus diesen Werten wird aus dem mehrdimensionalen ersten Kennfeld die nach dem Partikelfilter vorliegende Rußemission in Form einer Rußmasse oder einer Rußkonzentration oder direkt ein Filterwirkungsgrad des Partikelfilters bestimmt. Der Filterwirkungsgrad wird dabei eine relativ hohe Ungenauigkeit aufweisen, da kein Abgleich über eine Rußrohemission durchgeführt wird. Er kann allerdings bei geringen Abweichungen der Abgasparameter vom jeweiligen Mittelwert direkt zur Bewertung der Filterwirkung herangezogen werden. Insbesondere bei einem vorher spezifizierten Fahrzyklus können dabei hohe Genauigkeiten erreicht werden.To carry out the method, the particle sensor is first regenerated after a request from the control unit to evaluate the filter effect of the particle filter. During the subsequent measuring cycle, the occurring exhaust gas volume flows, exhaust gas temperatures and differences between exhaust gas temperatures and temperatures of the particle sensor are recorded and averages are formed for the respective parameters and state variables of the exhaust gas. When the current flow through the particle sensor reaches the tripping threshold, the current averages and the tripping duration are stored from the beginning of the measurement cycle until the tripping threshold is reached. From these values, the soot emission present after the particulate filter in the form of a soot mass or a soot concentration or directly a filter efficiency of the particulate filter is determined from the multidimensional first characteristic map. The filter efficiency will have a relatively high inaccuracy, since no adjustment is carried out via a Rußrohemission. However, it can be used directly for evaluating the filter effect with small deviations of the exhaust gas parameters from the respective mean value. In particular, in a previously specified driving cycle high accuracies can be achieved.
Aus einem zweiten Kennfeld wird in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine die auftretende Rußrohemission bestimmt. Der Datensatz für das zweite Kennfeld wird vorab in einer, beispielhaft im freien Fahrbetrieb erzeugten, fahrzeugtypischen Bestimmung der Rußrohemission in Abhängigkeit von typischen Last- und Drehzahl-Betriebspunkten der Brennkraftmaschine erzeugt. Durch einen Vergleich der aus dem ersten Kennfeld ermittelten Rußemission nach dem Partikelfilter mit der aus dem zweiten Kennfeld ermittelten Rußrohemission vor dem Partikelfilter wird die Filterwirkung des Partikelfilters bestimmt und mit der Anforderung an einen Grenzpartikelfilter verglichen. Dabei muß berücksichtigt werden, dass die aus einem Last-/Drehzahlregime ermittelten Rußemissionen pro Fahrstrecke oberhalb eines Zertifizierungsgrenzweites liegen dürfen, da die Grenzwerte für Rußemissionen lediglich für ein standardisiertes Last-/Drehzahlregime im Rahmen eines vorgegebenen Fahrzyklus eingehalten werden müssen.From a second map, the occurring Rußrohemission is determined depending on the load and the speed of the internal combustion engine. The data set for the second characteristic map is generated beforehand in a vehicle-specific determination of the soot emissions produced as a function of typical load and rotational speed operating points of the internal combustion engine, for example in free driving mode. The filter effect of the particulate filter is determined by comparing the soot emission determined from the first characteristic map with the particulate matter emission from the second characteristic map before the particulate filter and compared with the requirement for a boundary particle filter. It must be taken into account that the soot emissions per route, determined from a load / speed regime, may be above a certification limit, since the limit values for soot emissions must only be complied with for a standardized load / speed regime within a given drive cycle.
Eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung der Filterwirkung kann auch dann erreicht werden, wenn die während des Messzyklus ermittelten Abgasparameter Abgasvolumenstrom, Abgastemperatur und Differenz zwischen der Abgastemperatur und der Temperatur des Partikelsensors nur geringe Varianzen aufweisen. Die Varianz kann zum Beispiel über die Standardabweichung der Mittelwerte bewertet werden. Ergebnisse aus Messzyklen mit hohen Standardabweichungen können vernachlässigt oder mit einer geringeren Gewichtung bewertet werden.A higher accuracy in the determination of the filter effect can also be achieved if the exhaust gas parameters exhaust gas volume flow, exhaust gas temperature and difference between the exhaust gas temperature and the temperature of the particle sensor determined during the measuring cycle have only slight variances. The variance can be evaluated, for example, by the standard deviation of the means. Results from measurement cycles with high standard deviations can be neglected or evaluated with a lower weighting.
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---|---|
DE (1) | DE102011002434A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112378877A (en) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 深圳东和邦泰科技有限公司 | Diesel vehicle tail gas emission detection method, system and corresponding device |
CN112771255A (en) * | 2018-09-28 | 2021-05-07 | 康明斯排放处理公司 | System and method for dynamically controlling filtration efficiency and fuel economy |
DE102014114505B4 (en) | 2013-10-23 | 2023-11-02 | Denso Corporation | Filter abnormality detection system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003006976A2 (en) | 2001-07-10 | 2003-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Sensor for detecting particles and method for controlling the function thereof |
DE10149333A1 (en) | 2001-10-06 | 2003-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Sensor arrangement used for measuring moisture content of gases comprises resistance measuring structure arranged on substrate and interacting with soot layer, and temperature measuring device |
DE102005034247A1 (en) | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Robert Bosch Gmbh | Monitoring of exhaust emission limits |
-
2011
- 2011-01-04 DE DE102011002434A patent/DE102011002434A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003006976A2 (en) | 2001-07-10 | 2003-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Sensor for detecting particles and method for controlling the function thereof |
DE10149333A1 (en) | 2001-10-06 | 2003-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Sensor arrangement used for measuring moisture content of gases comprises resistance measuring structure arranged on substrate and interacting with soot layer, and temperature measuring device |
DE102005034247A1 (en) | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Robert Bosch Gmbh | Monitoring of exhaust emission limits |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014114505B4 (en) | 2013-10-23 | 2023-11-02 | Denso Corporation | Filter abnormality detection system |
CN112771255A (en) * | 2018-09-28 | 2021-05-07 | 康明斯排放处理公司 | System and method for dynamically controlling filtration efficiency and fuel economy |
CN112378877A (en) * | 2020-11-13 | 2021-02-19 | 深圳东和邦泰科技有限公司 | Diesel vehicle tail gas emission detection method, system and corresponding device |
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